1、可有效避免刀具干涉
2、對于直紋面類零件,可采用側(cè)銑方式一刀成型
3、對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面,可用大直徑端銑刀端面貼近表面進行加工
4、可一次裝卡對工件上的多個空間表面進行多面、多工序加工
5、五軸加工時,刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻
6、在某些加工場合,可采用較大尺寸的刀具避開干涉進行加工
五軸聯(lián)動種類
五軸聯(lián)動機床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺,NC工作臺NC分度頭,NC工作臺90軸,NC工作臺45B軸,NC工作臺A軸,二軸NC主軸 等類型。上述六大類共7種五軸聯(lián)動方式都有各自的特點,無法說哪一種形式更好,只能說你的產(chǎn)品適合哪種類型的五軸加工。
(1)五坐標聯(lián)動雙轉(zhuǎn)臺機床
(A)旋轉(zhuǎn)坐標有足夠的行程范圍,工藝性能好.
(B)由于受結(jié)構(gòu)的限制,擺動坐標的剛性較低,成為整個機床剛性的薄弱環(huán)節(jié).而雙轉(zhuǎn)臺機床,轉(zhuǎn)臺的剛性大大高于擺頭的剛性,從而提高了機床總體剛性.
(C)便于發(fā)展成為加工中心.只需加裝獨立式刀庫及換刀機械手即可但雙轉(zhuǎn)臺機床轉(zhuǎn)臺坐標驅(qū)動功率較大,坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系較復雜;
(2)五坐標聯(lián)動雙擺頭機床
雙擺頭機床擺動坐標驅(qū)動功率較小,工件裝卸方便且坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系簡單
(3)五坐標聯(lián)動一擺頭一轉(zhuǎn)臺機床
一擺頭一轉(zhuǎn)臺式機床性能則介于上述兩者之間
五軸聯(lián)動是數(shù)控術(shù)語,聯(lián)動是數(shù)控機床的軸按一定的速度同時到達某一個設(shè)定的點,五軸聯(lián)動是五個軸都可以。裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石,它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段,是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達工業(yè)化國家,也無不高度重視。
五軸聯(lián)動是數(shù)控術(shù)語,聯(lián)動是數(shù)控機床的軸按一定的速度同時到達某一個設(shè)定的點,五軸聯(lián)動是五個軸都可以。五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復雜曲面的機床,這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航...
如何正確的選擇五軸聯(lián)動加工中心1、適用的加工對象一般來說,真五軸聯(lián)動加工中心適合曲面加工,3+2軸加工中心適用于平面加工。2、3+2五軸加工中心的優(yōu)勢3+2五軸加工中心可以使用更短的,剛性更高的切削;...
五軸聯(lián)動點接觸式
應用最廣的五軸加工型式
所謂點接觸式加工是指加工過程中以點接觸成型的加工方式,如球形銑刀加工、球形砂輪磨削等.這種加工方式的主要特點是;球形表面法矢指向全空間,加工時對曲面法矢有自適應能力,與線、面接觸式加工相比較,其編程較簡單、計算量較小,并且只要使刀具半徑小于曲面最小曲率 半徑就可避免干涉.因而它適合任意曲面的加工.但由于是點接觸成型,在切削點處切創(chuàng)速度趨近于零,因而切削條件差,加工精度和效率低.
所謂面接觸式加工是指以面接觸成型的加工方式,如端面銑削(磨削)加工.這種加工方式的主要特點是:由于切削點有較高的切削速度,周期進給量大,因而它具有較高的加工效率和精度.但由于受成型方式和刀具形狀的影響,它主要適合于中凸曲率變化較平坦的曲面的加工.
五坐標聯(lián)動數(shù)控加工當前和今后研究的重點
所謂線接觸式加工是指加工過程中以線接觸成型的加工方式,如圓柱周銑、圓錐周銑、樟形窿削及砂帶磨削等.這種加工方式的特點是:由于切削點處切削速度較高,因而可獲得較高的加工精度,同時,由于是線接觸成型,因而具有較高的加工效率,已發(fā)展到對任意曲面線接觸加工的研究。
五軸聯(lián)動機床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外,由于五軸聯(lián)動機床可在加工中省去許多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。
采用五軸聯(lián)動機床加工模具可以很快的完成模具加工,交貨快,更好的保證模具的加工質(zhì)量,使模具加工變得更加容易,并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中,一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展,立式加工中心本身的一些弱點表現(xiàn)得越來越明顯。現(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工,球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯,但是如果用立式加工中心的話,其底面的線速度為零,這樣底面的光潔度就很差,如果使用四、五軸聯(lián)動機床加工技術(shù)加工模具,可以克服上述不足。
加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心,立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺,也只能完成工件的四面加工。目高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展,五軸聯(lián)動加工中心有高效率、高精度的特點,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng),還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工,更能夠適宜象汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。(本期介紹立式五軸加工中心)立式五軸加工中心這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式,一種是工作臺回轉(zhuǎn)軸。設(shè)置在床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn),定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設(shè)有一個回轉(zhuǎn)臺,在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn),定義為C軸,C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動,就可加工出復雜的空間曲面,當然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設(shè)計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力 矩。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭,能自行環(huán)繞Z軸360度,成為C軸,回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸,一般可達±90度以上,實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點是主軸加工非常靈活,工作臺也可以設(shè)計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發(fā)動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計還有一大優(yōu)點:我們在使用球面銑刀加工曲面時,當?shù)毒咧行木€垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質(zhì)量會很差,采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計,令主軸相對工件轉(zhuǎn)過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎,這是工作臺回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達到回轉(zhuǎn)的高精度,高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內(nèi),當然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復雜,制造成本也較高。
由于五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)價格十分昂貴,加之NC程序制作較難,使五軸系統(tǒng)難以"平民"化應用。隨著計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)系統(tǒng)取得了突破性發(fā)展,珊星公司等中國多家數(shù)控企業(yè),紛紛推出五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng),打破了外國的技術(shù)封鎖,占領(lǐng)了這一戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的至高點,大大降低了其應用成本,從而使中國裝備制造業(yè)迎來了一個嶄新的時代!以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學的發(fā)展對裝備制造業(yè)注入了強勁的動力,同時也對它提出更強要求,更加突出了機械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推動整個社會技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級中無可替代的基礎(chǔ)作用。作為國民經(jīng)濟增長和技術(shù)升級的原動力,以五軸聯(lián)動為標志的機械裝備制造業(yè)將伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而共同進步。中國不僅要做世界制造的大國,更要做世界制造強國!預計在不久的將來,隨著五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)的普及推廣,必將為中國成為世界最強國奠定堅實的基礎(chǔ)!
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對現(xiàn)在機床的五軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)分析、對比,設(shè)計出了高速龍門銑床五軸聯(lián)動的結(jié)構(gòu)。五軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)設(shè)計中又主要對五軸聯(lián)動銑頭(行業(yè)中稱"五軸頭")進行了設(shè)計,結(jié)構(gòu)中采用了精密齒輪嚙合與雙導程蝸輪蝸桿驅(qū)動,既保證了結(jié)構(gòu)緊湊,精度也較高。
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針對應用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床,闡述了它基于軟件的圓度測試過程,對可能出現(xiàn)的測試結(jié)果給出了具體的分析與解決方案。討論了同步龍門軸的調(diào)整過程以及相應參數(shù)的設(shè)置方法。實驗結(jié)果表明了文中所述方法的有效性。
五軸聯(lián)動是數(shù)控術(shù)語,聯(lián)動是數(shù)控機床的軸按一定的速度同時到達某一個設(shè)定的點,五軸聯(lián)動是五個軸都可以。
依照一定的速度配比控制同時到達目標點。一般是機床的X.Y.Z.三個軸,再加兩個旋轉(zhuǎn)軸。
數(shù)控中心,一般把含有刀庫的數(shù)控機床叫做數(shù)控中心。2100433B
模具加工普遍使用球頭銑刀來加工,球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯,但是如果用立式加工中心的話,其底面的線速度為零,這樣底面的光潔度就很差,如果使用四、五軸聯(lián)動機床加工技術(shù)加工模具,可以克服上述不足。由于使用五軸聯(lián)動機床,使得工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具,降低了夾具的成本,避免了多次裝夾,提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外,由于五軸聯(lián)動機床可在加工中省去許多特殊刀具,所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。
采用五軸聯(lián)動機床加工模具可以很快的完成模具加工,交貨快,更好的保證模具的加工質(zhì)量,使模具加工變得更加容易,并且使模具修改變得容易。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀
國外五軸聯(lián)動數(shù)控機床是為適應多面體和曲面零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復合化技術(shù)的新發(fā)展,在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上,又很快生產(chǎn)出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的加工效率相當于兩臺三軸機床,有時甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資,大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的 周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展,CIMT99 展覽會上國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床第一次登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)動龍門加工中心以來,北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業(yè)也相繼開發(fā)出五軸聯(lián)動數(shù)控機床。
當前,國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心,適應不同大小尺寸的雜零件加工,加上五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等的開發(fā),基本涵蓋了國內(nèi)市場的需求。精度上,北京機床研究所的高精度加工中心、寧江機械集團股份有限公司的NJ25HMC40 臥式加工中心和交大昆機科技股份有限公司的TH61160 臥式鏜銑加工中心都具有較高的精度,可與發(fā)達國家的產(chǎn)品相媲美。在產(chǎn)品市場銷售上,江蘇多棱、濟南二機床、北京機電研究院、寧江機床、桂林機床、北京一機床等企業(yè)的產(chǎn)品已獲得國內(nèi)市場的認同。
2013年7月31日上午由大連科德制造的高精度五軸立式機床,啟運出口德國。工信部裝備司副司長王衛(wèi)明表示:"這一高檔數(shù)控機床銷往西方發(fā)達國家,是中國機床制造行業(yè)的重要里程碑。"